DNA G-Quadruplexes Activate Heme for Robust Catalysis of Carbene Transfer Reactions
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Guanine-rich single-stranded DNAs and RNAs that fold into G-quadruplexes (GQs) are known to complex tightly with FeII-heme and FeIII-heme (hemin), ubiquitous cellular cofactors. Heme–GQ (DNA) complexes, known as heme·DNAzymes, are able to utilize hydrogen peroxide as an oxidant to vigorously catalyze a variety of one-electron (peroxidase) and two-electron (peroxygenase) oxidation reactions. Herein, we show that complexes of FeII-heme with GQs also robustly catalyze a mechanistically distinct reaction, carbene transfer to an alkene substrate. Significant enhancements were seen in both reaction kinetics and product turnover (∼180) relative to disaggregated FeII-heme in the absence of DNA or in the presence of other DNA folds, such as single-stranded or double-stranded DNA. Heme binds to GQs by end-stacking. Simple, intramolecularly folded GQs are unable to provide a complexly structured “distal side” environment to the bound heme; therefore, such DNAzymes do not display significant product stereoselectivity. However, intermolecular GQs with multiple pendant nucleotides show increasing stereoselectivity in addition to their enhanced catalytic rates. These results recapitulate the unique functional synergy and highlight the surprising catalytic versatility of complexes formed between heme and DNA/RNA GQs. Our findings suggest that heme·DNAzymes and heme·ribozymes may prove to be useful reagents for carbon–carbon bond forming “green” reactions carried out in vitro and likely within living cells.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».